Оборудование блока второй концевой ступени сепарации (колонна К1, холодильник ХВ-1, 2, сепаратор Е-1)

Диаметр патрубков зависит от диаметра колонны и колеблется от 32 до 57 мм, а число патрубков — от 12 (при диаметре колонны 400 мм) до 330 (при ее диаметре 2800 мм).

Жидкость поступает на тарелку через штуцер. В переливных патрубках выполняют вертикальные прорези, через которые жидкость выходит с тарелки. Такая конструкция менее чувствительна к некоторому отклонению тарелки от горизонтального положения. В центре тарелки закреплен сливной стакан (в который из штуцера поступает орошающая жидкость), обеспечивающий равномерное распределение жидкости по тарелке. Правильность установки тарелки обеспечивают винтами. Как следует из рисунка, периферийные участки колонны не орошаются; они будут заполнены жидкостью при растекании ее в слое насадки.

Типовая перераспределительная тарелка для жидкости представляет собой отбортованный диск (основание тарелки) с переливными патрубками, с прорезями, соединенный на подвесках с конусом, собирающим поток жидкости со стенок аппарата и направляющим его на орошение расположенного ниже слоя насадки. Такие тарелки рекомендуются для колонн диаметром 400−2500 мм.

Следует отметить, что равномерность распределения жидкости в любой насадке значительно зависит от смачиваемости материала, из которого эта насадка изготовлена; поэтому в ряде случаев рекомендуют увеличивать смачиваемость материала нанесением гидрофильных покрытий, травлением или специальной механической обработкой листовых материалов.

Выброс газовым потоком орошающей жидкости из массообменных аппаратов нежелателен, так как снижает качество разделения и приводит к потере ценных продуктов. Кроме того, если в установках газоочистки колонна установлена в конце технологической схемы, выброс абсорбента приводит к экологическим проблемам.

Унос жидкости может вызвать также коррозию газоходов и их «зарастание», известны случаи полного зарастания газоходов при большом уносе Са (ОН)2 в процессах газоочистки.

Для исключения уноса жидкости из аппарата в верхней части насадочной колонны, над оросителем, устанавливают сепарационные устройства: инерционные, центробежные или комбинированные сепараторы. Чаще для выделения капельной взвеси из газового потока используют инерционные сепараторы или насадку, называемую отбойной, а также слои металлической сетки.

Работа центробежных сепараторов основана на выделении жидкой фазы из вращающегося газожидкостного потока под действием центробежных сил. Газожидкостная смесь, поступая через тангенциальные прорези, а в нижней части патрубков, укрепленных на тарелке, получает и осевое и вращательное движение, в результате жидкость концентрируется на периферии патрубка и отбойником отводится в межпатрубковое пространство. Отсепарированный газ выходит через центральное отверстие патрубков.

Химические аппараты устанавливают на фундаменты или специальные несущие конструкции при помощи опор. Широко применяют опорные лапы при установке вертикальных аппаратов на полу или на фундаментах и боковые — при подвеске их между перекрытиями.

Для выбора размера опор необходимо руководствоваться ГОСТ 26 296–84. Расчетную нагрузку, воспринимаемую опорой аппарата, определяют по максимальной силе тяжести его в условиях эксплуатации или гидравлических испытаний (при заполнении аппарата водой) с учетом дополнительных внешних нагрузок. Вес аппарата делится на число «лап», и по допустимой нагрузке выбирают опору.

Выбираем 4 боковые опоры с креплением на перекрытия (рис. 2).

Рис. 2. Опоры боковые.

Параметры опоры: S=16 мм; Н=365 мм; R=450 мм.

Для стопоровки аппарата с целью подъема и перемещения при монтаже и ремонте на аппарате предусмотрены 4 цапфы (рис. 3). При установке подвесных лап на теплообменнике применяют подкладки, усиливающие место приварки лап к корпусу, толщина которых равна толщине стенки аппарата.

Рис. 3. Цапфа для установки теплообменника.

Подбираем штуцера на кожуховые трубы. Для этого скорость пара в них возьмем в интервале 25…30 м/с. Принимаем ωn=30 м/с.

По таблицам [4] выбираем штуцера из двухслойной стали с приварными фланцами и наплавленной уплотнительной поверхностью с Dу=200 мм на pу=0,6 МПа из ВСт3сп4 и Х18Н10Т, фланец с соединительным выступом из стали ВСт3сп4 (рис.

3.3).

Рис. 4. Штуцер из двухслойной стали с приварным фланцем для пара.

Выбираем крепежные детали и уплотнительные прокладки.

Болты М18.

Гайки М16.

Материал болтов Сталь 35 ГОСТ 1759–70.

Материал гаек Сталь 25 ГОСТ 1759–70.

Прокладка уплотнительная плоская неметаллическая из паронита.

Прокладка А-150−16 ГОСТ 15 180–70.

Толщина прокладки S=2 мм.

Рассчитаем длину болтов фланцевых соединений:

(51).

где h — ширина фланца, мм;

h0 — ширина выступа, мм;

S — толщина прокладки, мм;

H — ширина гайки, мм.

Для dб=М16 соответствует гайка с H=8 мм [4].

Длина болтов на паровой фланец.

мм.

Необходимую длину lб получим, прибавив запас по длине, равный.

0,25 dб.

(3.5).

мм.

Округляем до стандартного значения l=60 мм.

Длина болтов на фланец подачи сахарного раствора lб, мм.

мм Округляем до стандартного значения l=50 мм.

Горизонтальный дефлегматор (рис. 4) состоит из двух барабанов. Он имеет две трубчатые многоходовые поверхности охлаждения. В одной из них по трубам протекает бражка, в другой — охлаждающая вода. Бражка и вода делают в дефлегматоре несколько ходов, что обеспечивается соответствующим расположением пере городок в распределительных коробках.

Для направления потока пара в межтрубном пространстве дефлегматора установлены поперечные перегородки. Бражные трубы дефлегматоров изготовляют из меди, водяные трубы — из стали. Дефлегматор испытывают гидравлическим давлением 0,4 МПа для трубного пространства и 0,15 МПа для межтрубного пространства. Корпус дефлегматора, коробки, крышки, решетки, фланцы, пат рубки и трубы водяной секции изготовляются из углеродной стали; трубы бражной секции — из меди; обечайки, фланцы, днище и решетки — из стали Рис. 4 Двухбарабанный горизонтальный дефлегматор

Комбинированный холодильник (рис. 5) для конденсации и охлаждения спирта-сырца в верхней части I имеет прямые медные трубы, по которым движется вода; в нижней части холодильника II установлены медные змеевики. Вода поступает сначала в нижнюю часть холодильника и омывает наружную поверхность змеевиков, затем она направляется в межтрубное пространство верхней части. Трубы змеевиков имеют малое сечение, поэтому скорость конденсата в них и коэффициент теплопередачи значительны.

Поскольку корпус аппарата меньше 3800 мм, то колонная поставляемая из отдельных блоков по длине, может собираться и свариваться на монтажной площадке предприятия.

Сборка аппарата осуществляется трубоукладчиками, установленными на опоры из шпал, которые укладываются на спланированную площадку с допуском + 30% от всей длины колонны с обеих сторон. Расположение каждого блока колонны производится на двух опорах, расстояние между которыми составляет 1,5 м.

К одному из стыкуемых блоков колонны по окружности привариваются направляющие планки: для аппарата диаметром 1800 мм привариваем 8 планок (рисунок 4). После того, как приварка окончена сближение стыкуемых блоков производится за счет двух трубоукладчиков. Подгонка частей колонны друг к другу должна в обязательном порядке сопровождаться контролем прямолинейности по продольной оси, т. е. должно проводиться совмещение контрольных осевых кернов или рисок. Установку частей аппарата проверяют по высотомеру (рисунок 4).

Величина наибольших смещений кромки в процессе сборки стыков для сварки кольцевых швов не должна превышать величины.

После того, как сборка завершена проводится проверка величины смещения кромки и зазоров в стыке. В случае превышения величины смещения кромки допустимых, проводится подгонка кромки за счет поджима с помощью клиньев или винтовой струбцины (рисунок 3.

2.5 и 3.

2.6).

Прихватка кромок должна выполнятся исключительно с применением качественных электродов диаметром 3 — 4 мм на участках по 100 мм с разрывом 300 мм крестообразно по окружности стыка.

Рисунок 5. Приварка направляющих планок на стыкуемых частях аппарата Рисунок 6. Схема проверки аппарата, собираемого при помощи нивелира (цифры указывают последовательность установки рейки).

Таблица 16 — Наибольшие смещения кромок при сборке стыков под сварку в кольцевых швах Материал изделия и толщина s, мм Допускаемое смещение не более Углеродистая и низколегированная сталь: s < 22 25% толщины стенки s<24 6 мм Нержавеющая сталь 1Х 18Н 9 Т 3 мм Двухслойная стал 10% толщины стенки, но не более 3 мм; не должно превышать толщины легирующего слоя.

Рисунок 7. Подготовка зазора стяжными приспособлениями Рисунок 8 — Подготовка кромок аппарата винтовой струбциной автоматической или ручной: 1 — гайка; 2 — винт с квадратной резьбой Подъем и установка колонны осуществляется стреловым самоходным краном на пневматическом ходу. Колонна ставится в исходное для подъема положение. Процесс подъема аппарата краном проводится с учетом вылета стрелы в процессе отрыва аппарата от земли и установки его на фундамент для сведения его к минимуму. Для обеспечения вертикальности мачт в процессе подъема аппарата, установка мачты производится с отклонением от вертикали на 7 — 10°. Обвязку аппарата стальными тросами производят на 250 мм выше центра тяжести. Заведение петель осуществляется в гак нижних блоков полиспастов. Рабочие нитки полиспастов через отводные блоки соединяют с лебедками.

Закрепление низа аппарата происходит за счет строп и соединения с отводной лебедкой. Одновременно с натяжкой основных полиспастов постепенно высвобождают трос с отводной лебедки. Подъем низа аппарата выше верхней отметки фундамента производится с полным отпуском оттяжного полиспаста. Скорость подъема — 0,005 м/сек. Перерывы в подъеме не допускаются более 12 мин.

После того, как установка ректификационной колонны на фундамент завершена необходимо выверить вертикальность его положения за счет теодолита и контрольных рисок. В процессе выверки расположение подкладок на опоре осуществляется равномерно по окружности. Выверка осуществляются с помощью стального клина, который забивается под опорное кольцо аппарата. После получения положительных результатов выверки проводится закрепление аппарата с помощью анкерных болтов [5].

В данном случае сборку тарелок можно осуществлять в вертикальном расположении. Сборка тарелок должна сопровождаться предварительной проверкой деталей согласно следующим требованиям:

величина зазора между стенкой колпачка и шаблоном при проверке внутреннего профиля колпачка не должна превышать 1 мм;

кромка зубцов должна быть ровной, величина отклонения по высоте зуба должна соответствовать пределу ± 1 мм;

при проверке на плите зазор между отдельными зубцами и плитой не должен превышать 3 мм;

предел смещения оси отверстия колпачка от оси симметрии допускается не более 2 мм;

зазор между кромками желоба или полужелоба и плитой не должен превышать 2 мм;

наружный диаметр желоба на длине 50 мм от торца с обоих его концов должен быть выдержан с допуском минус 1 мм;

прогиб гребенки допускается не более 2 мм;

кривизна опорных уголков при проверке на плите не должна превышать 3 мм [5].

Безопасность и экономичность проекта.

В настоящее время установка АВТ-1 относится к установкам по первичной переработке нефти. Эти установки определяют мощность всего НПЗ, так как продукты. АВТ служат сырьем для вторичной переработки, тем самым являются неотъемлемой частью нефтепереработки. Для обеспечения роста выпуска продукции необходимо изменение аппаратурного оформления.

Поэтому проектом предусматривается дооборудование установки АВТ-1(монтаж пластинчатого теплообменника), что позволит увеличить выпуск основной продукции и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, тем самым получить эффект (экономический и социальный) Темой данной дипломной работы является дооборудование установки с целью снижения потерь бензина с жирным газом и определение необходимых технологических изменений по новому выпуску основной продукции.

Ниже приведен укрупненный расчет необходимых на модернизацию установки и текущих и капитальных затрат, связанных с нововведением Технико-экономическое обоснование основных решений дипломного проекта представлены в табл. 17 .

Таблица 17. Технико-экономическое обоснование решений дипломного проекта Недостатки существующей схемы производства Влияние этих недос-татков на технико-экономические показатели Возможные варианты ликвидации недостатков Влияние выбранного варианта на технико-экономические показатели Потери бензина с жирным газом. Снижение объема производства основной продукции. Доохлаждение и абсорбция жирного газа. Повышение сырьевых и энергетических затрат. Повышение годовой Сум-мы прибыли предприятия за счет увеличения объема производства.

Уменьшение выбросов в атмосферу. Капитальные затраты включают в себя расходы на приобретение, доставку, монтаж и техническую подготовку оборудования. В табл. 18 приведена стоимость устанавливаемого оборудования.

Таблица 18. Смета-спецификация на устанавливаемое оборудование.

№ Наименование оборудования Кол-во Стоимость, тыс. руб. Стоимость всего оборудования, тыс. руб. 1.

2 Пластинчатый теплообменник.

Насос для откачки б/п.

2 2234.

318 2234.

Сметная стоимость технологического оборудования приведена в табл. 19.

Таблица 19. Сводная смета единовременных затрат.

№ Наименование затрат Сумма, тыс.

руб. 1 Стоимость закупаемого оборудования 2870 2 Монтаж оборудования (20% от стоимости) 574 3 Неучтенное оборудование (15% от стоимости) 430.

5 4 Транспортно заготовительские и складские расходы (6% от стоимости) 172,2 Всего технологического оборудования по первоначальной стоимости 4046,7 5 Технологические трубопроводы (20% от стоимости) 574 6 КиП и, А (15% от стоимости) 430 Всего 5050,7.

В результате дополнительные капитальные затраты на модернизацию составят 5050,7 тыс.

руб.

А= КДОП · NA /100 (54).

Тогда сумма амортизационных отчислений составит:

КДОП — общее количество единовременных затрат, тыс руб.

NA — норма амортизационных отчислений (7% - на устанавливаемое.

оборудование и 1%-на ремонт оборудования).

ΔСЭРО = 5050,7 ∙8/100= 404,056 тыс.

руб.

Трудовые затраты Годовой фонд заработной платы останется без изменений. В связи с тем, что технология добавленного оборудования достаточно хорошо изучена.

Энергозатраты, Но при этом энергозатраты (электроэнергия) повышаются. В ходе модернизации произведено внедрение нового оборудования (насос откачки бензина). Это приводит к повышению расходных норм электроэнергии на тонну сырья. В результате получим повышения расхода электроэнергии на 55 КВт/час (стоимость КВт — 1,46 руб.) Годовые затраты увеличатся на 674 520 руб/год.

Дополнительно потребуется 853,7 т/ч топливного газа. Стоимость топливного газа 861 руб/т. В результате получим повышение на 6176,469 тыс. руб/год.

Для доохлаждения бензина необходимо 35м³ оборотной воды. Следовательно получим перерасход 540,960 тыс. руб/год. Стоимость 1м³ оборотной воды 1,84 руб/м3.

Накладные условно-постоянные затраты.

В результате роста выпуска происходит снижение накладных УПР на единицу продукции.

ΔУПР= УПР1 · (В2- В1) (55).

ΔУПР= 166,92 · 7171,08 = 1196,997 тыс.

руб.

Повышение текущих затрат составит:

ΔС = ΔСУПР — ΔССЭРО- ΔСЭН (56).

ΔС = 1196,997 — 404,056 — (674,520+ 540,960+ 6176,469)= -6599,01 тыс.

руб.

Примечание. Знак (-) означает повышение суммы эксплутационных затрат.

Себестоимость производства единицы продукции рассчитываем по формуле:

С = З/В, (57).

где З = 3 071 275,1 тыс.

руб.- затраты на производство.

В= 302 160 т.- годовой объем продукции.

С = 3 071 275,1/ 302 160 = 10 164,4 руб./т.

На основании ранее выполненных расчетов определим себестоимость продукции после модернизации с учетом повышения текущих затрат:

С= 10 164,4 + 6 599 009/ 309 331,08 = 10 185,7 руб./т.

Затраты на производство З = 10 185,7 · 309 331,08 = 3 150 753,5 тыс.

руб.

Расчет экономического эффекта производим по формуле :

Э = ∆Пр — ЕДЕП ∙ КДОП (58).

где Э — экономический эффект, тыс. руб.;

ЕДЕП — депозитная процентная ставка, %;

ЕДЕП = 20%.

∆Пр — прирост прибыли, тыс. руб.;

КДОП — дополнительные капиталовложения, тыс. руб.;

КДОП = 5050,7 тыс. руб.;

Прирост годовой прибыли рассчитываем по формуле:

ΔП = ΔРП -ΔС, (59).

где ΔСизменение себестоимости продукции;

ΔРП — изменение реализованной продукции.

Расчет прироста реализованной продукции приведен в табл. 19.

Таблица 19. Выпуск продукта Вариант Количество, т Цена, руб/т Сумма, тыс.

руб. Базовый:

Бензин п/г.

4 630 299,8 Проектируемый:

Бензин п/г.

309 331,08.

4 740 189,4.

ΔРП = 4 740 189,4- 4 630 299,8 = 109 889,6 тыс.

руб.

ΔП = 109 889,6- 6599,01 = 103 290,59 тыс.

руб.

Ожидаемый экономический эффект от модернизации составит:

Э = 103 290,59- 0,2 ∙ 5050,7 = 102 280,45 тыс.

руб.

Срок окупаемости проекта:

Т = КДОП / ∆П (60).

Т = 5050,7/103 290,59 = 0,05 года.

В табл. 3.

5. представлены технико-экономические показатели проекта.

Таблица 20. Технико-экономические показатели проекта.

№ Показатель Ед. Значение 1 2 3 4 1 Капитальные затраты на модернизацию тыс. руб. +5050,7 2 Объем производства продукции было стало.

т/год.

309 331,08 3 Рост выпуска %.

тн +2,4.

+7171,08 4 Дополнительный расход топливного газа по проекту проекту.

т/год.

+ 7163,6.

5 Цена топлива.

руб/т 861 6 Дополнительный расход оборотной воды по проекту м3/год + 306 600 7 Цена оборотной воды.

руб/м3.

.

1,84.

8 Дополнительный расход эл. энергии по проекту КВт/год.

% + 481 800.

3,13 9 Цена эл. энергии руб/КВт.

1,46.

10 Увеличение по текущим затратам в том числе за счет:

— экономии по удельным накладным УПР.

— перерасхода по СЭРО.

— перерасхода по энергозатратам.

(электроэнергия, топливо).

∆С тыс. руб.

тыс. руб.

тыс. руб.

тыс.

руб.

+6599,01.

— 1196,997.

+404,056.

+7391,95 11 Цена продукции руб./т 15 324,4 12 Себестоимость на 1 тонну.

— было.

— стало.

руб./т.

10 164,4.

10 185,7 13 Реализованная продукция.

— было.

— стало.

тыс. руб./год.

4 630 299,8.

4 740 189,4 14 Прирост реализованной продукции тыс.

руб./год.

%.

+109 886,6.

+ 2,4 15 Прирост прибыли тыс.

руб./год.

+103 290,59 16 Экономический эффект тыс.

руб. 102 280,45 17 Срок окупаемости лет.

0,05.

Проектом предусматривается изменение аппаратурного оформления (монтаж пластинчатого теплообменника), для дополнительного охлаждения газопродуктовой смеси. В технологической части показана техническая возможность этого, а укрупненный расчет изменение затрат (капитальных и текущих) подтвердил экономическую целесообразность проекта: рост объема производства 2,4%, увеличение реализованной продукции и прибыли. Ожидаемый экономический эффект составит 102 280,45 тыс. руб.

Заключение

.

В ходе данной работы был получен бесценный практический опыт по расчету процессов отпарной очистки с применением ректификационной колонны, результат которого был отражен в виде графического представления сборочного чертежа. Полученный результат позволил произвести выбор типа колонны без дополнительных операций и действий по уточнению результатов, что значительно повышает эффективность работы предлагаемого аппаратного обеспечения.

Расчет экономических показателей позволил отметить высокую степень окупаемости предлагаемой технологической схемы, что в процессах переработки легких фракций нефтепродуктов встречается довольно редко вследствие высокой стоимости сырья при необходимости работ повышенного качества. Таким образом, с точки зрения экономических параметров технология является достаточно эффективной.

Резюмируя проведенные исследования и подводя итоги можно сказать, что проведенный расчет процессов и аппаратов соответствует нормативно-техническим требованиям, а также позволяет сделать вывод об эффективности. Рассчитанная колонна представляет собой изделие стандартного заводского типа, то есть исключает необходимости разработки отдельного технологических решений, таким образом, не повышая себестоимость и исключая возникновения дополнительных причин потерь сырья и продуктов.

Список литературы

Нефти СССР. Справочник, том 1 — М.: Химия — 740 с.

Рудин М.Г., Драбкин А. Е. Краткий справочник нефтепереработчика — Л.: Химия, 1980 г., — 328 с.

Сарданашвили А.Г., Львова А. И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа — М.: Химия, 1973 г., — 272 с.

Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа — Уфа: Гилем, 2002 г, — 672 с.

Танатаров М. А. Технологические расчеты установок переработки нефти: Учеб. пособие для вузов — М.: Химия, 1987. 352 с.

Подп.

№ докум.

Лист.

Дата.

Изм.

Лист.